(57)【要約】      （修正有）【課題】  比較的コンパクトな構成のもとに、レトルトを安定して確実に回転させることができ、粉体等の被処理物を従来のバッチ式ロータリーキルンに比してより充分に均一加熱することのできるバッチ式ロータリーキルンオーブンを提供する。【解決手段】  熱風が循環供給されるオーブン１の加熱室１ｄを横切るようにレトルト４を配置し、そのレトルトの両端部をオーブン１外で軸５，６に着脱自在に装着して、軸５を介してレトルトに回転を与えるとともに、レトルト内に雰囲気ガスを導入する手段を設けることにより、レトルトに安定した回転を与えながら、そのレトルトを熱風循環により均一加熱することが出来、レトルト内の被処理物を安定して均一に加熱処理することを可能とする。【選択図】  図１
2005265322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断熱材からなる外壁の内側に、加熱室、加熱手段、送風手段および送風路が設けられ、その内部の気体を加熱しつつ上記加熱室内に循環供給するオーブンと、全体として筒状をなし、その内部に被処理物を収容するとともに、上記加熱室を横切るよう上記外壁を貫通してその両端部がそれぞれ上記オーブン外で回転自在に支持された軸に着脱自在に装着されるレトルトと、上記軸を介して上記レトルトに回転を与える駆動手段と、上記レトルト内に雰囲気ガスを導入するガス導入手段を備えてなるバッチ式ロータリーキルンオーブン。
【請求項２】
上記レトルト内への雰囲気ガスの導入および／または排出のための流通路が、上記軸および当該軸を支持する軸受ハウジングを通って形成されているとともに、これらの軸もしくは軸受ハウジングのいずれかに装着されて相手部材と相対回転しつつ両者間を封止するシールが設けられ、そのシールに対し、外部から流体圧を付与することによって当該シールを弾性変形させて相手部材に押圧する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のバッチ式ロータリーキルンオーブン。
【請求項３】
上記レトルト内に雰囲気ガス導入するためのガス導入口が、その両端部に装着される各軸とその軸受ハウジングのうちの一方側に設けられ、ガス排出口が他方側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のバッチ式ロータリーキルンオーブン。
【請求項４】
上記レトルトが石英チューブからなることを特徴とする請求項１、２または３に記載のバッチ式ロータリーキルンオーブン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば磁性粉体などの被処理物に、還元雰囲気を含む所望の各種雰囲気ガス中で均一加熱を施すことのできるバッチ式ロータリーキルンオーブンに関する。
【背景技術】
【０００２】
各種物品に加熱処理を施すバッチ式熱処理装置としては、従来、主として各種オーブンが用いられているが、２００〜５００℃程度の比較的低温域で均一加熱が要求される場合には、熱風循環式のオーブンが適している。この熱風循環式のオーブンは、内部のヒータの輻射熱から被処理物を遮るために、オーブン内に被処理物を収容するための処理室（内槽）を設けるとともに、その処理室外にヒータおよびファンを配置し、オーブン内の気体をヒータで加熱しつつファンにより処理室に循環供給する構成を採用している（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
このような熱風循環式のオーブンを用いて粉体や粒体、特に粉体を処理する場合、その粒度によっては熱風により飛散するため、被処理物である粉体を密閉容器内に入れて処理室に配置するなどの対策が採られている。
【０００４】
一方、粉体や粒体を加熱処理するのに適したバッチ式熱処理装置として、上下方向に傾斜可能に設置された炉体内の内周にヒータを配置するとともに、そのヒータと同心に炉体を貫通する耐熱金属製のレトルトを設け、このレトルトを回転させるようにしたバッチ式ロータリーキルンが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
このバッチ式ロータリーキルンにおいては、炉体外の両端部においてレトルトの外周に固着したリングをそれぞれローラで回転自在に支持し、いずれかのローラを回転駆動することによってレトルトを回転させるように構成している。また、レトルトはその少なくとも一端に開閉自在の蓋体を設け、被処理物のレトルトに対する出し入れは、炉体全体を傾斜させることによって行うようにしている。更に、レトルトの両端もしくは一端に、ガスを導入・搬出するための流通路を設けることによって、レトルト内に雰囲気ガスを導入できるようにしている。
【特許文献１】特開２００１−１２８６９号公報
【特許文献２】特開２００２−２７７１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した従来のバッチ式熱処理装置のうち、熱風循環式のオーブンでは、熱風を循環させるという構造上、可燃性ガスを雰囲気とした処理は行うことができない。また、粉体を処理する際にこれを密閉容器内に入れて処理室内に収容する必要があるため、粉体の表面と内部では処理品質にムラが生じやすいという問題があった。
【０００７】
一方、炉体内でレトルトを回転させるバッチ式ロータリーキルンにおいては、以上のような問題は生じないものの、レトルトを炉体ごと傾けるために装置が大掛かりとなるとともに、レトルトを炉外でローラ上にフリー状態で載せ、そのローラを回転させることによってレトルトに回転を与える構造上、レトルトの回転が安定しないばかりでなく、構造自体が不安定であるという問題がある。また、このバッチ式ロータリーキルンでは、レトルトが回転するものの、レトルトはその外周に設けられたヒータの輻射熱により直接的に加熱されるため、内部の被処理物を充分に均一加熱できるとは言い難い。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、比較的コンパクトな構成のともに、レトルトを安定して確実に回転させることができ、かつ、粉体等の被処理物を従来のバッチ式ロータリーキルンに比してより充分に均一加熱することのできるバッチ式ロータリーキルンオーブンを提供することをその主たる課題としている。
【０００９】
また、本発明の他の課題は、従来の装置に比して被処理物の汚染をより少なくすることのできるバッチ式ロータリーキルンオーブンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のバッチ式ロータリーキルンオーブンは、断熱材からなる外壁の内側に、加熱室、加熱手段、送風手段および送風路が設けられ、その内部の気体を加熱しつつ上記加熱室内に循環供給するオーブンと、全体として筒状をなし、その内部に被処理物を収容するとともに、上記加熱室を横切るよう上記外壁を貫通してその両端部がそれぞれ上記オーブン外で回転自在に支持された軸に着脱自在に装着されるレトルトと、上記軸を介して上記レトルトに回転を与える駆動手段と、上記レトルト内に雰囲気ガスを導入するガス導入手段を備えていることによって特徴づけられる（請求項１）。
【００１１】
ここで、本発明においては、上記レトルト内への雰囲気ガスの導入および／または排出のための流通路が、上記軸および当該軸を支持する軸受ハウジングを通って形成されているとともに、これらの軸もしくは軸受ハウジングのいずれかに装着されて相手部材と相対回転しつつ両者間を封止するシールが設けられ、そのシールに対し、外部から流体圧を付与することによって当該シールを弾性変形させて相手部材に押圧する手段を備えた構成（請求項２）を採用することができる。
【００１２】
また、本発明においては、上記レトルト内に雰囲気ガス導入するためのガス導入口が、その両端部に装着される各軸とその軸受ハウジングのうちの一方側に設けられ、ガス排出口が他方側に設けられている構成（請求項３）を好適に採用することができる。
【００１３】
そして、本発明においては、上記レトルトを石英チューブ製とする構成（請求項４）を採用することが好ましい。
【００１４】
本発明は、レトルトの両端を軸に着脱自在に装着して、その軸を介して当該レトルトに回転を与えるとともに、そのレトルトをオーブン内に貫通させ、熱風循環によりレトルトを加熱することによって、課題を解決しようとするものである。
【００１５】
すなわち、レトルトの両端を軸に着脱自在に装着してその軸を介してレトルトに回転を与えることで、構造の安定化とレトルトの回転の安定化を図ることができる。また、オーブン内でレトルトをヒータの輻射熱で加熱するのではなく、熱風循環により加熱することによって、レトルトの回転による被処理物の攪拌効果と併せて、特に２００〜５００℃程度の低温域において、粉体等の被処理物に対して極めて均一な加熱を行うことが可能となる。
【００１６】
また、請求項２に係る発明のように、レトルトの両端部が装着される軸と、その軸を支持する軸受ハウジングにレトルト内への雰囲気ガスの流通路を形成し、これらの軸と軸受ハウジングとの間を封止するシールに対し、外部からエア等の流体圧を付与して弾性変形させて接触相手部材に押圧するように構成すれば、シール力を増強してレトルト内に導かれる雰囲気ガスを確実に封止して外部への漏れを生じる恐れをなくすることができる。
【００１７】
更に、請求項３に係る発明のように、レトルトに対する雰囲気ガスの導入と排気を両端部に設けると、ガスの流れが筒状のレトルトを一方向に均一に流れることになり、排気抵抗がかからず、また、ガスの滞留部が生じず、従って高いガス置換効率のもとに処理を行うことが可能となる。
【００１８】
そして、請求項４に係る発明のように、レトルトを石英チューブ製とすることにより、金属製のレトルトを用いる場合のようにレトルト壁体からの汚染や酸化スケールなどの異物の混入もなく、高純度の被処理物の処理が可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、比較的コンパクトで安定した構造のもとに筒状のレトルトを熱風循環式のオーブン内で確実に回転させ、レトルト内の粉体等の被処理物を充分に均一に加熱処理することができる。また、雰囲気ガスのレトルト内への流通路が形成されている軸と軸受ハウジングの間のシールに対し、外部からの流体圧を付与してシール力を増強する請求項２に係る発明の採用により、雰囲気ガスの漏れを完全になくし、Ｎ2 以外の可燃性ガス、例えばＨ2 やＮＨ3 などの還元雰囲気を含む任意のガス中での処理が可能となる。
【００２０】
また、レトルトの両端に雰囲気ガスの導入口および排出口を設ける請求項３に係る発明の採用により、雰囲気ガスを滞留させることなくレトルト内を一方向に均一に流すことができ、高いガス置換効率のもとに処理を行うことができる。
【００２１】
そして、レトルトを石英チューブ製とする請求項４に係る発明の採用によって、従来装置に比してより高純度の被処理物に対しても汚染の恐れなく処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の部分断面図であり、図２はそのＡ−Ａ断面図である。また、図３および図４には、それぞれレトルト４の両端部と軸５および６の近傍の拡大断面図を示す。
【００２３】
オーブン１はそれぞれ断熱材で形成された本体１ａと上蓋１ｂを有し、その内部に加熱用のヒータ２と、送風用のファン３が設けられているとともに、水平の仕切り板１ｃによって上側の加熱室１ｄと、ヒータ２が設けられるヒータ室１ｅに分割され、更に図１においてその前後両側（図２において左右両側）に設けられた鉛直の仕切り板１ｆ，１ｇによって送風路１ｈ，１ｉが形成されている。仕切り板１ｆ，１ｇには適宜に孔が形成されており、ヒータ２およびファン３の駆動により、オーブン１内の気体が加熱されつつ加熱室１ｄに循環供給されるようになっている。
【００２４】
オーブン１内の加熱室１ｄには、石英チューブ製のレトルト４が横切っている。このレトルト４は、オーブン１の加熱室１ｄに対応して本体１ａと上蓋１ｂの双方に跨がるように形成された開口部１ｊ，１ｋを貫通し、その両端部がオーブン１外に設けられている軸５，６に着脱自在に装着されている。レトルト４には、加熱室１ｄ内に位置する略中央部に大径部４ａが形成されており、この大径部４ａ内に軸方向に沿って複数の攪拌用丸棒４ｂが固着されている。
【００２５】
レトルト４と軸５，６との取り付け構造には、図３，図４に示すようにＮＷフランジ７を用いた構造が採用されている。すなわち、ＮＷフランジ７を構成してＯリング７ａを介してクランプ７ｂにより互いに着脱自在に装着される２つのフランジ７ｃおよび７ｄのうち、一方のフランジ７ｃが軸５または６側に固着され、他方のフランジ７ｄはシールアダプタ８ａ，８ｂを介してレトルト４側に取り付けられる。シールアダプタ８ａ，８ｂのうち、一方のシールアダプタ８ａはフランジ７ｄに対して溶接等によって一体化され、他方のシールアダプタ８ｂはレトルト４の外周に嵌合され、シールアダプタ８ａに対してＯリング８ｃを介して複数のボルト８ｄによって締結されている。この構成により、クランプ７ｂを着脱することにより、フランジ７ｃ，７ｄの部分でレトルト４を軸５または６に対して容易に着脱することができるようになっている。
【００２６】
軸５および６は、それぞれ軸受ハウジング９および１０内に転がり軸受１１を介して回転自在に支持されている。そして、一方の軸５はモータ１２によって回転が与えられ、このモータ１２の回転によってレトルト４が回転する。
【００２７】
レトルト４内には所要の雰囲気ガスを導入することができるようになっており、その雰囲気ガスの導入通路は一方の軸５と軸受ハウジング９に形成されているとともに、その雰囲気ガスの排出通路は他方の軸６と軸受ハウジング１０に形成されている。すなわち、軸５および６には、それぞれレトルト４側に凹部５ａ，６ａが形成されており、これらの凹部５ａ，６ａはそれぞれレトルト４の内部に連通しているとともに、複数の孔５ｂ，６ｂによって軸５，６の外周に通じている。軸５を支持する軸受ハウジング９には、軸５の孔５ｂの形成位置に対応して空間９ａが形成され、その空間９ａに通じるように雰囲気ガス導入管１３が装着されている。また、軸６を支持する軸受ハウジング１０には、軸６の孔６ｂの形成位置に対応して空間１０ａが形成され、その空間１０ａに通じるように雰囲気ガス排出管１４が装着されている。
【００２８】
雰囲気ガス導入管１３の前後、およびガス排出管１４の前後には、それぞれ軸５と軸受ハウジング９との間、および軸６と軸受ハウジング１０との間を通じて雰囲気ガスが外部に漏洩することを防止するためのシール１５，１６が設けられている。各シール１５は軸受ハウジング９または１０側に装着されて軸５または６に対して摺動接触してこれら両者間を封止するものであり、各シール１６は軸５または６側に装着されて軸受ハウジング９または１０に対して摺動接触してこれら両者間を封止する。これらの各シール１５，１６は断面略Ｕ字形をしたものであって、例えばオムニシールを用いることができる。
【００２９】
各シール１５，１６の装着部に対応して、軸受ハウジング９および１０には、例えばエア等の気体を加圧して供給するための加圧ガス供給管１５ａ，１６ａが設けられているとともに、その加圧ガス供給管１５ａ，１６ａを通じて供給された加圧ガスを各シール１５，１６に対して周方向に一様に供給するための加圧ガス供給用アダプタ１５ｂ，１６ｂが配置されている。
【００３０】
加圧ガス供給用アダプタ１５ｂは、軸受ハウジング９または１０に取り付けられ、加圧ガス供給管１５ａから供給される加圧ガスを軸５または６の外周に導く孔が形成されているとともに、軸５または６の外周に対して一様な僅かな隙間をもって対向するものであって、軸受ハウジング９または１０に装着されているシール１５の断面Ｕ字形の内側に加圧ガスを供給してこれを開くように弾性変形させて軸５または６に押圧し、これにより軸５または６、および軸受ハウジング９または１０との間のシール力を増強させる。
【００３１】
一方、加圧ガス供給用アダプタ１６ｂは、軸５または６に取り付けられ、軸受ハウジング９または１０の内周に対して一様な僅かな隙間をもって対向するものであって、軸５または６に装着されているシール１６の断面Ｕ字形の内側に加圧ガスを供給してこれを開くように弾性変形させて軸受ハウジング９または１０に押圧し、これにより軸受ハウジング９または１０、および軸５または６との間のシール力を増強させる。
【００３２】
以上の本発明の実施の形態において、レトルト４の大径部４ａ内に粉体等の被処理物を収容した状態で、オーブン１のヒータ２およびファン３を駆動して加熱室１ｄに対して熱風を循環供給しながら、モータ１２を駆動してレトルト４を回転させつつ、雰囲気ガス導入管１３を通じてレトルト４内に所要の雰囲気ガスを導入する。雰囲気ガスはレトルト４内をガス排出管１４に向けて一方向に流れて外部に排出される。
【００３３】
以上の動作において特に注目すべき点は、石英チューブからなるレトルト４がその両端部で軸５，６に装着されて回転が与えられつつ、熱風循環式のオーブン１内を貫通して加熱される点であり、これにより、レトルト４をヒータの輻射熱により直接加熱する場合に比して、レトルト４はより均一に加熱され、その大径部４ａ内に収容されている被処理物は、攪拌用丸棒４ｂにより攪拌されながら極めて均一に加熱されるとともに、レトルト４の壁体からょき汚染や酸化スケール等が離脱して混入する恐れがないため、高純度の被処理物でも汚染の恐れなく処理することができる。
【００３４】
また、雰囲気ガスが筒状のレトルト４内一端側から他端側へと一方向に流れて滞留することがないため、置換効率の良い条件下で処理を施すことができる。
【００３５】
更に、雰囲気ガスの外部への漏洩を防止するためのシール１５，１６が、外部からのエア等の流体圧力により弾性変形し、そのシール力が増強されるため、レトルト４内に導入された雰囲気ガスが漏れる恐れがなく、可燃性のガスを用いた還元雰囲気中の処理も何ら問題なく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態の部分断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるレトルト４の一端部と軸５の近傍の拡大断面図である。
【図４】同じく本発明の実施の形態におけるレトルト４の他端部と軸６の近傍の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  オーブン
１ｄ  加熱室
２  ヒータ
３  ファン
４  レトルト
４ａ  大径部
４ｂ  攪拌用丸棒
５，６  軸
７  ＮＷフランジ
８ａ，８ｂ  シールアダプタ
９，１０  軸受ハウジング
１２  モータ
１３  雰囲気ガス導入管
１４  雰囲気ガス排気管
１５，１６  シール
１５ａ，１６ａ  加圧ガス供給管
【図１】
2005265322.tif 000003
【図２】
2005265322.tif 000004
【図３】
2005265322.tif 000005
【図４】
2005265322.tif 000006